云南山地路域生态系统中肿柄菊扩散格局异质性及其驱动机制研究

Understanding how disturbance shapes the dynamics of ecological systems is of fundamental importance in biogeography and ecosystem ecology. Anthropogenic disturbance-driven in the varibility of establishment and diffusion patterns of invasive plants offer a tool to uncover this issue. Tithonia diversifolia, a diffusing invasive species in Ynunan plateau mountainous regions, expecially in Kunming-Bangkok international highway domain ecosystem, is sampled and measured by field investigation and remote interpreting under different types and levels of anthropogenic disturbance, aiming to establish the specific relationships between driven forces and heterogeneity of distribution patterns. This may also give explanations for response mechanism of invasion dynimic to disturbance effects in highway domain ecosystems. The research will benefit to understand the develpoment of invasive plant and its potential ecological effects. Furthermore, some effective guidances and environment-friendly measurements can be concluded and desigined to alleviate negative effects of plant invasion probably incurred by undergoing highway construction and new planning.

干扰对生态系统形成及动态的影响,是生物地理与生态系统生态学研究的核心问题之一，而人为扰动下入侵植物的扩散为这一研究提供了良好切入点。本研究以云南山地昆明-曼谷国际大通道建设所形成的路域生态系统为研究范围，以正在强势入侵的植物肿柄菊（Tithonia diversifolia（Hemsl.）A. Gray）的地理分布格局及其生态位特征测度为基础，通过地面详查信息与高分辨率影像数据的匹配，从中观和宏观尺度，分析不同环境梯度下其扩散格局的异质性，并建立扩散格局与通道建设干扰驱动的关联，揭示肿柄菊在路域生态系统中的扩散过程对人为扰动的响应方式，同时利用"反应-扩散"模型预测其潜在入侵趋势。研究对于明晰云南山地肿柄菊伴随大型通道建设的扩散模式，从而建立入侵防控策略具有理论和现实意义,同时也为该区在建及规划中的其他大型通道工程驱动下可能伴随的植物入侵判识和防控提供有效依据。

路域生态系统具有特定的生境和廊道效应，是某些植物入侵的重要通道。本研究云南省主要高速公路—昆磨高速（G8511）路域系统为研究区，对该系统中入侵植物肿柄菊（Tithonia diversifolia）的空间分布格局及其影响因素进行了判识和分析，揭示其入侵扩散与路域系统环境特征关联。主要研究结果如下：.1．肿柄菊在昆磨高速路域生态系统中的空间分布呈现非均匀状态，具有聚集分布、线状分布和随机分布等空间分布形态，存在明显的分布间断区间。.2．昆磨高速路域生态系统中的肿柄菊多度从南至北呈现明显的递减趋势。目前主要分布于北纬24º27＇以南区域，但其北向扩散仍在进行。种群聚集分布区的扩散以无性繁殖为主，远距离扩散主要是人为引入，具有随机性。.2．肿柄菊空间分布的连续性与间断性与昆磨高速工程格局具有显著关联。路域格局中的隧道、桥梁和固化边坡长度占比与肿柄菊分布区间的连续性高度相关，当比例高于20%时，对肿柄菊的扩散具有明显的阻隔效应。.3．土壤肥力和海拔梯度与肿柄菊扩散的相关关系不显著。在肿柄菊集中分布的海拔范围（750m-1500m）内，不同多度级均有出现，土壤综合肥力指数与多度的相关系数仅为0.16，从一定程度反映了其具有广泛的适应性。.4．肿柄菊的功能性状与环境因子具有显著相关性。不同海拔梯度（1100m~1800m）的植株比叶面积、株高、基径、叶片NPK含量均存在显著差异；叶片P与土壤速效P（R2=0.88）、叶片N与土壤速效N含量（R2=0.90）具有正相关关系，且不同海拔梯度下叶片NPK含量及其平均质量分数无显著差异，反映了其对生境的利用效能的相似性。.5．肿柄菊在路域系统中扩散空间及速度依赖于土地利用类型与生产方式。路域系统中的大面积连续的农业用地和林业种植（如橡胶）极大地限制了肿柄菊的生境空间与扩散范围，其扩散动态很大程度上决定于人为干扰对其适生空间的压缩或释放。因此，资源机会和干扰是影响其入侵扩散的重要机制。.研究可为高原山地区大型通道工程建设引发的植物入侵判识和防控提供参考案例和信息支撑。